一種纖維素纖維成衣無水無鹽的染色方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及成衣染整領域，尤其涉及一種纖維素纖維成衣無水無鹽的染色方法。
【背景技術】
[0002]纖維素纖維染色是對棉、麻等纖維紡織物染色的工藝過程。棉、麻纖維紡織物在染色前需充分去除纖維素共生物，染色時盡量減少張力和摩擦，防止變形或產生茸毛而影響染制品的質量。纖維素纖維染色使用的染料主要有直接染料、活性染料、不溶性偶氮染料、暫溶性還原染料、還原染料和硫化染料等。活性染料因其優異的染色性能得以廣泛應用，但染色過程中為提高染料上染率及固色率使用大量無機鹽帶來了環境污染。棉纖維陽離子化是一種比較直接有效解決活性染料染色問題的途徑之一，通過化學結合或物理吸附使陽離子化合物固著在纖維上，提高染料的竭染率和固色率，在染色過程中減少甚至不使用無機鹽。實現方法有兩種，一是通過在纖維素纖維上接具有反應性的胺類化合物，二是用季胺鹽在堿性條件下對棉織物進行預處理。
[0003]陽離子化試劑的典型代表為胺或季胺的環氧化合物，開發較早并一直沿用至今，廣泛用于織物印花和樹脂整理，在堿性條件下可與棉纖維反應，形成醚鍵，使纖維陽離子化。這類改性劑滲透性好，利于勻染，但存在分子量小、直接性差、用量大等缺點，所以人們趨向于研究大分子和聚合物的多活性基陽離子試劑。除了環氧類含氮化合物，還有以下幾種:一氯均三嗪型季銨鹽化合物、氮雜環丁烷陽離子化合物、N-羥甲基丙烯酰胺和陽離子丙烯基共聚物、羥烷基銨鹽類化合物以及生物質陽離子化試劑。
[0004]由于很多陽離子化試劑本身對環境不利，比如一些胺類物質在自然界中毒性很大，對眼睛、皮膚、呼吸道等有刺激作用，所以開發環境友好的生物質陽離子化試劑越來越得到關注。
[0005]殼聚糖衍生物是一種多糖類高分子，這類生物相容勝好、無毒、無抗原眭，并且其年產量僅次于纖維素，近年來得到普遍關注。改性淀粉也可作為陽離子化試劑，用它處理棉織物后，染色κ/s值、日曬牢度及折皺回復角都有提高，但前處理加整理的方法工藝復雜，還需價格較貴的催化劑，不經濟，應用受到限制。
[0006]由于棉纖維在水溶液中呈負電性，Zeta電位約為-38MV ;而活性染料分子中含有陰離子水溶性基團，同性相斥，使染料上染率和固色率較低，目前在傳統染色工藝中需要應用大量的無機鹽(硫酸鈉或氯化納，一般為30-150g/L)來克服電荷排斥作用，提高染料上染率，染色后，這些無機鹽存在于染色廢水，難于降解，對污水的后續處理帶來很多麻煩，造成嚴重的環境污染。
[0007]為了解決活性染料染色中無機鹽污染問題，纖維素纖維的無水無鹽染色方法一直是研究方向，也是染整業內的發展方向。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種纖維素纖維成衣無水無鹽的染色方法，解決目前纖維素纖維成衣染色成本高，染色過程中環境污染的問題。
[0009]本發明實現上述發明目的所采取的技術方案如下:
[0010]一種纖維素纖維成衣無水無鹽的染色方法，包括:1)配置改性溶液、2)浸軋烘干、3)配制染液、4)成衣染色浸軋；所述步驟I)配置改性溶液，包括以下方法步驟:
[0011](I)向反應釜內加入去離子水900?1000kg，啟動攪拌裝置，加入3?3.1kg的陽離子瓜爾膠，充分攪拌均勻，繼續攪拌運行的情況下向反應釜內加入500?600g的檸檬酸或冰醋酸，升溫到55?60°C反應20min，反應完成后降溫到35°C，得到澄清透明且粘度為2000?3000cps的陽離子瓜爾膠增稠液；
[0012](2)在所述的陽離子瓜爾膠增稠液中加入的季銨鹽表面活性劑6?6.5kg，常溫下攪拌均勻，再向反應釜內加入耐堿滲透劑2?3kg，充分混合完全，即得。
[0013]優選的，所述步驟I)配置改性溶液，包括以下方法步驟:
[0014](I)向反應釜內加入去離子水988.5kg，啟動攪拌裝置，加入3kg的陽離子瓜爾膠，充分攪拌均勻，繼續攪拌運行的情況下向反應釜內加入500g的檸檬酸或冰醋酸，升溫到55?60°C反應20min，反應完成后降溫到35°C，得到澄清透明且粘度為2000?3000cps的陽離子瓜爾膠增稠液；
[0015](2)在所述的陽離子瓜爾膠增稠液中加入的季銨鹽表面活性劑6kg，常溫下攪拌均勻，再向反應釜內加入耐堿滲透劑2kg，充分混合完全，即得。
[0016]優選的，所述的季銨鹽表面活性劑是雙十二烷基二甲基氯化銨；所述的耐堿滲透劑是異構十三醇聚氧乙烯醚。
[0017]所述的步驟2)浸軋烘干為將配制好的改性溶液注入改性軋槽中，啟動自動履帶軋車，履帶速度為30m/min，將成衣放在履帶上自動過軋，軋余率40?60% ;改性液始終保持初始液面，直到浸軋完成；軋過后的成衣在隧道烘干機中以溫度60°C烘干。
[0018]所述的步驟3)配制染液為按染料10?20g/L、燒堿I?5g/L、純堿10?60g/L、增稠劑I?5g/L配制染液；攪拌均勻得到染液。
[0019]優選的，所述的增稠劑為非離子瓜爾膠。
[0020]一般配置染液中都會添加一定量的吸咐劑，穩定劑，膠體保護劑，流平劑，但是對于本發明由于第一步的改性處理，后續的染液中無需添加這些常用試劑。經試驗對比，添加后會得到更差的技術效果。
[0021]所述的步驟4)成衣染色浸軋為將配制好的染液注入染液軋槽中，啟動自動履帶軋車，履帶速度為30m/min，將成衣放在履帶上讓其自動過軋，染液始終保持初始液面，直到浸軋完成，乳余率50?80%。
[0022]為達到更好的染色固色目的，還包括步驟5)成衣固色，將固色劑溶于溫度為40?50 V的水中，成衣浸泡后水洗,烘干。
[0023]所述的固色劑通過以下方法步驟制得:
[0024](I)配料:
[0025]a.將8重量份的二甲基二烯丙基氯化銨投入預先準備好的高位容器中；
[0026]b.將I重量份的二烯丙基胺投入完成反應的反應釜中；
[0027]c.將0.2重量份的過硫酸銨和0.25重量份的亞硫酸氫鈉分別按與水的重量比例為1:8配成溶液并投入預先準備好的小型高位容器中；
[0028](2)反應:
[0029]將反應釜內的二烯丙基胺升溫到60°C，待溫度穩定后，同時連續滴加步驟I)中a.所述高位槽內的二甲基二烯丙基氯化銨以及步驟I)中c.所述的過硫酸銨、亞硫酸氫鈉配成1:8的水溶液，滴加過程中發生共聚反應，控制溫度在60?80°C之間，待滴加完成后，保持在80°C，2?4小時，得到的微黃色的溶液，即為固色劑。
[0030]所述的固色劑有如下有益效果:1、對硬水、酸、堿及硫酸鹽穩定。2、能出色改善活性染料或者直接染料的耐濕色牢度和耐洗色牢度。3、不會降低直接染料、活性染料的日曬牢度。4、不會改變染色的色光。5、不含甲醛、不釋放甲醛，環保。6、適用于所有纖維素纖維及其混紡織物。
[0031 ] 本發明的有益效果:
[0032]一、本發明所述的步驟I)其實質是制備了一種陽離子改性劑，系陽離子性的聚電解質，在水溶液中有很好的電導性，可以改變纖維表面的電性，使纖維和活性染料之間的吸咐大大提高；性質穩定。經多次試驗，所述的季銨型陽離子改性劑分子中不含與纖維發生反應的活性基團，不影響色光且有好的牢度性能；適用范圍廣，PH在4?13均可。并且經處理后的棉纖維吸附染料的能力要大于傳統有鹽染色的吸附能力。
[0033]所制備的陽離子改性劑特點主要有:1、優秀的潤濕性:能快速滲透到纖維的內部和表面，為改性提高了效率。2、優秀的分散性:纖維的改性極佳的均勻，使得染色時不會產生色花，達到色采勻稱、鮮艷的效果。3、優秀的穩定性:配置的改性液可以常溫下放置10天，達到100%利用，實現O污染O排放。4、優秀的PH值范圍:符合在堿性染液中染色的條件。5、優秀的陽離子性:纖維素成衣通過染液時能快速上染，提高了染色的效率。6、本品是環保型產品，高于歐洲reach標準。
[0034]二、本發明所述的纖維素纖維成衣無水無鹽的染色方法大幅提高染料的上染率提高60%、使用量減少65% ;提高染液的穩定性；原傳統染液穩定時間為30min，其30min后不穩定，現在的穩定情況達3h，可充分使用染液。
[0035]三、減化傳統染色工藝，節約用水、無污水排放。無需用鹽。傳統染色還需加入大量鹽，以提高染料上染率和固色率，過多的鹽會導致水質惡化破壞生態環境。無需溫度、減少汽的用量。色澤穩定鮮艷、牢度好。棉針織物的無水無鹽染色與傳統成衣染色相比，有獨特的工藝特點。在染料的選擇、堿劑的使用和助劑的選用方面都應考慮到針織物的特點?’另夕卜，在針織物無水染色過程中，織物的各項操作中都要考慮到對張力的合理控制。與棉針織物染色常用的浸染工藝相比，無水無鹽染色能夠大幅度降低染色過程中水、熱能和化學品的消耗，在節能、減排、降耗及降低成本方面有巨大優勢。
[0036]四、能源及物料消耗大幅減少，水的消耗，一直以來，如何減少水的消耗是染色加工中研究解決的大問題。大量的用水不僅增加了生產的成本，更重要的是造成大量的污水排放，增加治污成本。無水無鹽染色工藝在減少水的消耗、降低污水排放方面具有很大的優勢。對比針織物無水無鹽染色工藝與傳統成衣浸染染色工藝，水消耗的差異主要在染料上染的染色環節。在無水無鹽成衣染色過程中，水的消耗主要用于織物的帶液。而在浸染染色工藝中，水的消耗主要用于提供一定的浴比。成衣染色機的浴比一般為1:20，即染It的織物，要用20t的水；而在本發明的無水無鹽成衣染色過程中，乳余率以60%計，染It的織物大概要用水0.6t。熱能的消耗，一般而言，染色是濕熱加工過程，需要消耗大量的熱能用于染液、皂煮或熱水洗的加熱升溫，這勢必帶來能源的消耗。無水無鹽成衣染色工藝的上染和固色過程都是在室溫下進行的，沒有加熱過程，避免了這部分能源的消耗。染料的消耗，本發明的無水無鹽成衣染色過程中染料的消耗與浸染染色工藝的相比大幅度降低，一般為60g/L的染料，本發明中染液配置只需要10?20g/L的染料，且得色量勻染性高于傳統的浸染染色工藝。
[0037]本發明的纖維素纖維無水無鹽成衣染色與傳統成衣染色相比，有獨特的工藝特點。尤其是成衣染色中改性溶液的配置，另外，在針織物無水無鹽成衣染色過程中，織物的浸軋、履帶速度和考慮到對張力的合理控制，這